Способ переработки сульфатного мыла
Использование: целлюлозно-бумажная промышленность, технология переработки сульфатного мыла, получаемого при варке древесины Сущность изобретения: сульфатное мыло из смеси различных пород древесины, включая березу, экстрагируют этилацетатом в присутствии воды. Экстракт упаривают до содержания сухих веществ 10-33,3%, охлаждают до 18-22°С и выдерживают 2 - 3 ч для выделения стеринов 3 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 С 11 D 13/04
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4838838/13 (22) 12.06.90 (46) 23.06.92. Бюл. %23 (71) Ленинградская лесотехническая акаде-. мия им. С,M,ÊèðoBà (72) Т.Ф. Никуленкова (53) 068.18 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Я 1076439, кл. С 11 0 13/04, 1982. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФАТНОГО МЫЛА
Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности, а именно к способу переработки сульфатного мыла, причем получаемый по предлагаемому способу препарат "Ситобетол" может быть использован в медицинской, косметической, целлюлозно-бумажной и химической промышленности.
Известны способы переработки суль. фатного мыла путем удаления из него нейтральных веществ с целью получения высококачественных талловых продуктов.и выделения из нейтральных веществ стеринов.
Известен способ переработки сульфатного мыла, который включает очистку сульфатного мыла от нейтральных веществ экстракцией этилацетатом и выделение стеринов из упаренного экстракта нейтральных веществ при добавлении воды.
Известен способ переработки сульфат.ного мыла, включающий очистку сульфатного мыла от нейтральных веществ экстракцией этилацетатом в присутствии воды, выделение из рафината таллового масла, а из экстракта нейтральных веществ
„„. Ж„„1742310 А1 (57) Использование: целлюлозно-бумажная промышленность, технология переработки сульфатного мыла, получаемого при варке древесины. Сущность изобретения: сульфатное мыло из смеси различных пород древесины, включая березу. экстрагируют этилацетатом в присутствии воды. Экстракт упаривают до содержания сухих веществ
10 — 33 3%, охлаждают до 18 — 22 С и выдерживают 2 — 3 ч для выделения стеринов, 3 табл. путем комплексообразования с хлоридом металла — стеринов.
Недостатком указанных способов является низкая эффективность: многостадийность и длительность процесса, использование нескольких химических реагентов, большие затраты электроэнергии и воды.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ переработки сульфатного мыла, включающий очистку его от нейтральных веществ экстракцией этилацетатом в присутствии воды. разделение рафината и экстракта, выделение из рафината таллового масла, получение концентрата нейтральных веществ и стерина п-утем отгонки этилацетата. из экстракта до содержания сухих веществ 20—
30%, добавление в упаренный экстракт в количестве 3 — 4; от оставшегося этилацетата воды, охлаждения его до 4 — 15 С и отделения кристаллов стерина с последующим получением концентрата нейтральных веществ, Недостатком известного способа является сравнительно низкая эффективность, что обусловлено дополнительными эатрата1742310 ми электроэнергии для поддержания пониженных температур в течение времени кристаллизации и добавлением нэ стадии . кристаллизации воды. Коме того, переработке подвергается в основном сульфатное 5 мыло от варки хвойных пород древесины, которое содержит нейтральных веществ почти в два раза меньше, чем сульфатное мыло от варки смеси различных пород древесины, в том числе включающих березу, 10 т.е.переработке подвергают хвойное сульфэтное мыло, из которого без дополнительной очистки можно получить высококачественные талловые продукты, Цель изобретения — повышение эффек- 15 тивности способа переработки сульфатного мыла и повышение выхода стеринов.
Указанная цель достигается тем, что согласно способу переработки сульфатного мыла, включающему очистку его от нейтраль- 20 ных веществ экстракцией этилацетатом в присутствии воды, разделение рафината и экстракта, выделение из рафината таллового масла, отгонку этилацетата из экстракта нейтральных веществ, охлаждение упарен- 25 ного экстракта, этилацетатом обрабатывают сульфатное мыло от варки смеси различных пород древесины, включающих березу, Это позволяет перерабатывать низкокачественное сульфатное мыло с большим со- 30 держанием нейтральных веществ, которое не может быть использовано для получения жирных и смоляных кислот, Отгонку этилацетата из экстракта ведут до содержания сухих веществ в упаренном экстракте 35
33,3 мас% — это ведет к снижению объемов растворителя, что приводит к уменьшению. объема используемой аппаратуры (кристаллизатора}. Охлаждают упаренный экстракт до 18 — 220С и выдерживают его при этой 40 температуре в течение 2 — 9 ч.
Сокращение времени кристаллизации и проведение стадии кристаллизации при нормальных условиях (18 — 22 С) позволяет значительно сократить расход злектроэнер- 45 гии (по сравнению с известным на 8 — 12 ), затрачиваемой на поддержание пониженных температур в кристаллизаторе в течение 20 ч. После кристаллизации отделяют стерины, при этом выход стеринов повыша- 50 ется на 17 по отношению к известному.
Выделенные по предлагаемому способу стерины представляют собой смесь высокомолекулярных циклических спиртов и могут быть названы препаратом "Ситобето- 55 лом" (по первым буквам основных компонентов ситостерина и бетулина, окончание указывает на то, что все компоненты, входящие в состав кристаллического продукта, я вл я ются спиртами).
"Ситобетол" — белый кристаллический продукт, содержащий 35 — 55% ситостерина, 35 -55 бетулинэ, а также сопутствующие им кампестерин и 24-метиленциклоартенол.в количестве до 18 . Интервал плавления
"Ситобетола" 180 — 200 С.
В процессе переработки сырого сульфатного мыла по предлагаемому способу экстракт упаривают до содержания сухих веществ 10 — 33,3 мэс,, При содержании в упаренном экстракте менее 10 мас, . нейтральных веществ резко падает выход "Ситобетола", При высоком содержании нейтральных веществ более 33,3 мас. затруднено отделение кристаллического продукта от раствора нейтральных веществ на стадии фильтрации.
Упаренный раствор нейтральных веществ охлаждают с 80 — 95 С (при этой температуре осуществляют отгонку этилацетата из экстракта) до 18 — 22 С. При этой температуре благодаря присутствию бетулина в нейтральных веществах березы происходит кристаллизация "Ситобетола". При повышении температуры кристаллизации выше
22 С снижается выход "Ситобетола". Понижение температуры кристаллизации ниже
18 С существенно не влияет на выход продукта, поэтому технологически целесообразно осуществлять кристаллизацию при комнатной температуре (18 — 22 С), Кристаллизацию "Ситобетола" проводят в течение 2 — 9 ч, При уменьшении времени кристаллизации менее 2 ч снижается выход продукта, а увеличение времени кристаллизации более 9 ч ухудшает качество продукта, так как вместе с ситобетолом дополнительно осаждаются соединения, входящие в состав нейтральных веществ. После отделения кристаллического продукта ."Ситобетола™ фильтрацией маточный раствор нейтральных веществ подают на упаривание растворителя.
Необходимость присутствия березы в смеси различных пород древесины, используемых для получения сульфатного мыла, обусловлена тем, что только нейтральные вещества березы содержат бетулин. Существенность отличий обьясняется и тем, что присутствие бетулина способствует процессу кристаллизации "Ситобетола" при 18—
22 С s течение 2 — 9 ч, Из маточного раствора нейтральных веществ отгоняют этилацетат до исчезновения следов растворителя, Получают концентрат нейтральных веществ в количестве 15 — 19 мас, / в зависимости от содержания нейтральных веществ в исходном сырье.
Пример 1, 170 г сырого сульфатного мыла (влажность 35,7, содержание нейт1742310 ральных веществ 12,8 ) от переработки следующих пород древесины, %.. сосна 26; ель 24; береза 25,5; осина 24,5; растворяют в 170 мл воды, затем добавляют 110 мл этилацетата. Всю смесь перемешивают до образования гомогенной массы, которую экстрагируют 3 раза по 450 мл этилацетата.
Весь экстракт объединяют (1350 мл), отделяют от рафината и упаривают до 86 мл, При этом соотношение нейтральные вещества: этилацетат = 1:5, содержание сухих веществ в упаренном экстракте 16,6 мас.%, После охлаждения экстракта до 18 С начинается кристаллизация. Через 2 ч после начала кристаллизации отделяют кристаллический продукт — фильтрацией с вакуумом и промывкой этилацетатом. Затем кристаллы сушат при 105ОС. Выход "Ситобетола" 1,19 г или 1,1 от сухого сульфатногно мыла, Фильтрат направляют, на упаривание с получением концентрата нейтральных веществ.
Пример 2. 50 r сульфатного мыла (влажность 40%, содержание нейтральных веществ 18,4 ) от переработки древесины следующих пород древесины, : сосна 54; ель 6; береза 34: осина 6, растворяют в
50 мл воды, добавляют 35 мл этилацетата для образования гомогенной смеси (при перемешивании), которую экстрагируют 3кратным количеством этилацетата. После отделения рафината получают 405 мл экстракта, который упаривают до 51 мл, при этом соотношение нейтральные вещества: этилацетат = 1:8 (содержание сухих веществ
11,1 ). Затем охлаждают до 22 С и ставят на кристаллизацию в течение 4 ч. Кристаллический продукт отделяют фильтрацией, промывают на фильтре 10 м зтилацетата.
Кристаллы сушат. Выход "Ситобетола"
0,398 г или 1,3 к сухому сульфатному мылу, Фильтрат упаривают с получением концентрата нейтральных веществ, Пример 3. 50 г сульфатного мыла (влажность 50%, содержание нейтральных веществ 9%) от переработки следующих пород древесины, %: сосна 6; ель 4; береза 45; осина 45, растворяют в 50 мл воды, добавляют 35 мл этилацетата для образования гомогенной смеси. Всю смесь экстрагируют
3 раза по 135 мг этилацетата. Весь экстракт объединяют (420 мл), отделяют от рафината и упаривают до 21 мл, при этом соотношение нейтральные вещества:этилацетат = 1:9 (содержание сухих веществ 10,0 мас. ), При охлаждении до 24 С из экстракта выпаривают кристаллы "Ситобетола", Через 4 ч отфильтровывают и промывают кристаллы, а затем их сушат. Выход "Ситобетола" 1 от сухого сульфатного мыла.
10
Пример 4, 50 r сульфатного мыла (влажность 35, содержание нейтральных веществ 12.,8 ) от переработки следующих пород древесины, : сосна 26; ель 24; береза 25,5; осина 24,5, растворяют в 50 мл воды, затем добавляют 38 мл этилацетата. Всю смесь перемешивают до образования гомогенной массы, которую экстрагируют 3 раза по 150 мл этилацетата. Весь экстракт объединяют (400 мл), отделяют от рафината и упаривают до 13 мл, при этом соотношение нейтральные вещества:этилацетат =. 1;2 (содержание сухих веществ 33,37,). При охлаждении экстракта до 20 С начинается
15 кристаллизация. Через 9 ч отфильтровывают и промывают кристаллы "Ситобетола", а затем их сушат. Выход "Ситобетола" 2 от сухого сульфатного мыла.
Пример 5. 170 r сырого сульфатного
20 мыла (влажность 35.7, содержание нейт-. ральных веществ 12,8ф,) от переработки следующих пород древесины, : сосна 26; береза 25,5; осина 24,5; ель 24, растворяют в 170 мл воды, затем добавляют 110 мл эти25 лацетата. Всю смесь перемешивают до образования гомогенной массы, которую экстра гируют 3 раза по 450 мл зтилацетата.
Весь экстракт объединяют(1350 мл), отделяют и упаривают до 36 мл. При этом соотно30 шение нейтральные вещества:этилацетат =
=1;1,5 (содержание сухих веществ в упаренном экстракте 40 мас, ). Упаренный экстракт охлаждают до 22 С и выдерживают при этой температуре в течение 1 ч. В рас35 творе образуются мелкие кристаллы, которые не отделяются при фильтрации от густого маточного раствора.
П р v м е р 6. 50 г сульфатного мыла (влажность 35, содержание нейтральных
40. веществ 12,8 ) от переработки следующих пород древесины, %: сосна 26; ель 24; береза 25,5; осина 24,5, растворяют в 50 мл воды, а затем добавляют 38 мл этилацетата. Всю смесь экстрагируют 3 раза по 150 мл этила45. цетата, Экстракт объединяют (400 мл), отделяют от рафината и упаривают до 68 мл. При этом соотношение нейтральные вещества:зтилацетат = 1:15 (содержание сухих веществ в упаренном экстракте 6,2 мас. ).
50 Упаренный экстракт охлаждают до 16 С и выдерживают при этой температуре в течение 12 ч. Кристаллизация при этих условиях не происходит.
Пример 7. 50 г сульфатного мыла от
55 варки хвойных пород древесины (влажность
28, содержание нейтральных веществ
10 ) растворяют в 50 мл воды, добавляют
35 мл зтилацетата, перемешивают и зкстрагируют 3 раза по 135 мл зтилацетата. Весь экстракт объединяют (420 мл), отделяют от
1742310 рафината и упаривают до 22 мл, При этом соотношение нейтральные вещества:этилацетат - 1:5 (содержание сухих веществ в упаренном. экстракте 16,6 мас. ), После охлаждения экстракта до 20 С оставляем раствор на кристаллизацию s течение 8 ч при
20ОС. Кристаллизация не идет, так как кристаллизация ситобетола при 18 — 22 С обусловлена присутствием бетулина в нейтральных веществах березы, В данном примере использовали сульфатное мыло от варки хвойных пород древесины.
Пример 8. 50 r сульфатного мыла (влажность 40%, содержание нейтральных веществ 18,47) от переработки древесины следующих пород. 7ь: сосна 54; ель 6; береза 34; осина 6, растворяют в 50 мл воды, добавляют 35 мл этилацетата для образования гомогенной смеси, которую экстрагируют 3-кратным количеством этилацетата.
После отделения рафината получают 405 мл экстракта, который упаривают до 17 мл, при этом соотношение нейтральные вещества:этилацетат = 1:3 (содержание сухих, веществ 25 ), Охлаждают смесь до 18 С и ставят на кристаллизацию в течение 9 ч.
Кристаллический продукт отделяют фильтрацией, промывают на фильтре и сушат.
Выход "Ситобетола" 4,2% к сухому сульфатному мылу, Состав кристаллического продукта—
"Ситобетола" и условия его выделения представлены в табл.1 и 2.
Результаты on ыто в до казы вают, что предлагаемый способ более эффективен. чем известный и позволяет получить новый продукт — "Ситобетол", 8
Характеристика кристаллического продукта, получаемого из нейтральных веществ по известному и по предлагаемому способам и области их использования приведены
5 в табл,3.
Предлагаемый способ обеспечивает эффективную переработку низкочастотного сульфатного мыла с большим содержанием нейтральных веществ от варки смеси
10 различных пород древесины, включающих березу, которое не перерабатывается промышленностью, а также позволяет сократить расход энергии на 8 - 12 и время переработки сульфатного мыла на 11 — 18 ч
15 и повысить выход стеринов на 17 .
Формула изобретения
Способ переработки сульфатного мыла, получаемого при варке древесины, включающий экстракцию мыла этилацетотам в при20 сутствии воды, отделение экстракта от рафината, выделение из рафината таллового масла, предварительную отгонку этилацетата из экстракта упа риванием, охлаждение упаренного экстракта и его вы25 держку, отделение выпавших кристаллов стеринов и окончательную отгонку этилацетата из оставшегося экстракта с получением концентрата нейтральных веществ, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения
30 выхода стеринов и упрощения процесса, сульфатное мыло используют из смеси различных пород древесины, включая березу, предварительную отгонку ведут до содержания сухих веществ 10 — 33.3%, охлажде35 ние упаренного экстракта проводят до температуры 18 — 22 С, а выдержку осуществляют в течение 2 — 9 ч, 40
Таблица 1
1742310
1
I
1
1
1
)
1 — — 1 с
tg
CL
Э
I
Э О с3
m л
m к с х с х
Гаа м !
)СЪ м
LA М
00 Ch
1 1
СЧ 1
CO 0O
C4 Lh
Ф OO ! I
1Ч М
0О СО
S с! х к.um
X S
Э ьо
Х ЯУс
)О
CL ämll- с-..
СО
1 ) I- 2! л» 1
С X 1 ло» ох с
1 1 Л
СО!+3
m Y 0 л
3- О а ro X
О Э 3= 3- »
Y u аs о»
У С I- 3E
m 1
} 1
Ц( о
«х .О
Ю О л а л» (Ч т м .л а л л а
1 а
1 CQ!
s г
S I
Г I 1
Э 1 Э а
S I Ф с 1
1 Э
1 IЮ
Ю сЧ
О
О л (Ч
1 с
Iо
Ю
° л со
С о
Ф дФ м о
Э с
1
)
1
l !
1 — — -т
1, У
К
О) е
Щ
CL
»
lо с о
:»!.о
1 Cf.
)х
s
S с
° ° °
° °
° а . ° °
° ° с
m о
S а
У
0(Э
3
1
1 I
1
I.1
1. I
1
Ф ф а
О
e m ohio
O 1хоо
Л Э Я
О =У X
Ю
3аъ
Ч:) л л <) LA
<Ч ю м л л с» м л» .М
О л (Ч
О
1 О
Я» е а л ф с л» ) CL
Э
Л
Cl
Iо С, 1 C)3
)s
Y о а
У (О о о m
)О л с
I- Y
О л о
)s
S >S
У 2 о у а. о
)О а у. о
Щ I л О
1- IY Э
2i Э
О О
>Х
X ,О У ь и о
m ь у г.Э
О
I30
X о
Л
X о
z
Э а (О
1 I
1
1
l с
1 Л
l
1 +
3. )г
l u)x
ce Q ii
zmx
s ь а э
С:
I !
l
I
1 !
1
I
1 !
I !
I
1
I ..
I 1
l Х I .)) Э
С CL 1
m m 1
CL 3: I
I- » I
)х 1
Э m Э I
Х 4- 3
m Y 1
Э I m
sucL3
z Э 3-
m ыо
Мerl
CL m A I
Э I
cZXX I
О 2 О I
ОХХ
° °
Э3- Os э.>х э 3О а .ОЭО1-O
zzzum .)) Э 3- Л 1
О Э С-:Г и С 1
osmemeI
О z cLm.àl1
1
I
1 1 !
I
1
I
1
I !
1
1
I
1 л
Ю Ю О О л л л (Ч - 1 -0 33
00 1Ч О. CD
° (Ч 3Ч СЧ
LA 00 01 (Ч
СЧ М -0 Г\ О Г OO
I
1 !
3
1.
1
1
1
1 ! !
3
I
I !
I
I
t
I.
I
1742310
Таблица 3
Данные по способу
Параметры
Предлагаемый
Известный
Кристаллический продукт
Очищенный фитостерин
Препарат "Ситобетол"
Р --Ситостерин 68-87>
Кампестерин 3-10ь -Ситостерин 35-554
Кампестерин 2-5,0ь
Химический состав по данным ГЖХ
Алифатические спир" ты 8-23ф, Интервал плавлеОС
180-200
115-137
Область использования
В косметической промышленности как био" эмульгатор
Составитель В. Гордеев
Редактор И; Дербак Техред M.Mîðãåíòàë Корректор H. Ревская
Заказ 2261 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раувская на6„4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
В медицинской промышленности в качестве сырья гормональных препаратов
В целлюлозно-бумажной промышленности как светостабилизатор ТИИ и бумаги
24-Иетиленциклоартенол 3-12/
Ветулин 35-55ь
В меди ц инс кой п ром ыш" ленности как средство . против чесотки, а также возможно использование для предотвра" щения, новообразований
В косметической промышленности как биоэмуль" гатор с антисептическими свойствами
В целлюлозно" бумажной промышленности как светостабилизатор
ТИИ и бумаги
